压铸模设计基础-PQ图研究对象浅析

guhongfeiyun

这是我在中国压铸网上写一篇博客，请大家指正。
     在压铸机运行过程中，有三个系统运作和压射参数有关联，为其提供能量，包括两个液压系统和一个刚性系统。一个是机器压射系统，包括压射储能器、压射缸、增压储能器等部分，属于液压系统，为压射提供能量；一个是压射缸活塞、压射杆、压射冲头组成的刚性连接系统，负责传递力和速度，是刚性系统；一个是压室内的熔液，即我们最熟悉的浇注系统，主要研究两个断面，冲头前端与内浇口部分，为一段自由的液压系统。


这是以液压原理来分析浇注系统，其研究对象为冲头断面与内浇口，涉及成型参数为压射比压（充型压力）与内浇口速度；

在压射过程中，储能器的压力（能量）转换为冲头的动能产生一定的速度和力，根据液压原理，压力P和流量的平方成正比，而液压系统内减少的能量转化为刚性系统的动能，那么就有了上图图表所示的公式；我们可以设想下，在空速时没有任何压力反馈，全部转化为动能即速度，冲头前端的压力（压射比压）为零，压射缸压力为零；在增压结束时，冲头速度为零，全部转化为压力，刚性系统（压射杆等）形成静态平衡，则压射缸压力与储能器压力相等，以浇注过程的能量转化来解释可能更方便理解。

最后我们得到压铸机性能表明线和模具性能表明线，最后都可以换算为冲头的速度（因直径一定，则流量可知）与压射比压（金属液填充压力）的关系。所涉及的参数为储能器压力、压射缸活塞直径、冲头直径、金属液密度、内浇口面积、冲头速度，我们可以说冲头速度与内浇口面积是函数关系，可以相互计算。这也反映了为什么叫PQ图，与时间无关。
那么什么与时间有关？ 产品材料性能，本身的成型条件，在所需的时间内必须完成充填过程，否则得不到好铸件。这就要求压铸机和浇注系统的能力必须满足产品所需。这也是PQ图中的工艺窗口的来源，具体表现为一个可以变动的范围，这和实际生产中的参数设置时符合的，生产好产品并不是只有一组参数的，需根据需求选择一组最佳的参数。这就要求设计师对生产过程压铸机运转有基本的了解。
注意事项：
压射比压-为冲头施加给浇注系统金属液的压力，分为充填压射比压和增压压射比压，充填压射比压和模具浇口、压铸机压射系统能力匹配；增压压射比压为纯压力传递与模具浇口厚度、压铸机增压系统、压铸机锁模压力匹配；
PQ图研究的是压射能力，为压射系统的性能表现，与增压系统开启后形成的增压压力无关，这就是在很多时候压铸老师傅很少开增压也可以压好产品的原因，调什么，速度来调节压力，压实产品。以布勒机的参数来说明：

在这里我们可以看到，压射力分为两项，动态与增压，两者相差很大，旁边即为机器的性能曲线，以直径80的冲头为例，最大压射比压为800bar,合模力为13000KN;

而生产数据中，最大压射力为2180bar,远大于机器性能线显示的800bar.
使用压射压力（动态）409KN,来计算409KN/（0.785*80*80平方毫米）=81.4MPa,约为800bar.让我们来校核这个数据，机器性能压射力增压1096KN，冲头面积0.785*80*80=5024平方毫米，换算的压射比压为218.1Mpa,基本符合。最大压射力*最大投影面积=2180*596=12992.8KN  与合模力13000KN基本符合。
所以有PQ图考虑的机器压射性能，决定压射比压（动态），与增压系统无关；压射面积和合模力及增压能力有关，在压射系统（无增压时）最终压力可以提供产品成型压力时不需开增压。
以上就是我对PQ图的研究对象的简单理解，有不对的地方欢迎大家指正。

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